一種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)實(shí)生活中使用的紅外探頭都能夠接受紅外光線而成像，如紅外夜間攝像機(jī)、車載紅外行車記錄儀和紅外監(jiān)控?cái)z像頭等。為了保護(hù)紅外接收器，需要給探頭加上一個(gè)保護(hù)罩，為了避免保護(hù)罩對(duì)紅外信號(hào)的干擾，保護(hù)罩必須是紅外光透過的，在不減少紅外光強(qiáng)度的同時(shí)保護(hù)內(nèi)部探測(cè)器件。
[0003]紅外探測(cè)器在夜晚沒有燈光的情況下能夠成像，是因?yàn)榧t外攝像技術(shù)是利用任何物質(zhì)在絕對(duì)零度(_273°C)以上都有紅外線輻射，物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多。傳統(tǒng)的探測(cè)器保護(hù)器件的保護(hù)罩紅外透過率低，對(duì)夜間的成像產(chǎn)生一定的影響。現(xiàn)在紅外探測(cè)器的保護(hù)罩多為有機(jī)玻璃，這種材質(zhì)的紅外光透過率較低，對(duì)紅外光的反射和吸收較高。由于夜間的光強(qiáng)小，對(duì)成像差生很大的影響。同時(shí)，在一些潮濕的環(huán)境中，由于溫差的作用，保護(hù)罩表面會(huì)產(chǎn)生霜或霧氣，對(duì)成像的質(zhì)量也會(huì)差生很大的影響。
[0004]大部分傳統(tǒng)的紅外探測(cè)器沒有除霜除霧的功能，現(xiàn)在的紅外探測(cè)器保護(hù)罩的除霧也只是在其表面增加一個(gè)雨刷，但是，雨刷的除水效果較差，在冬季難以出去保護(hù)罩表面的冰層。同時(shí)，雨刷會(huì)影響光線，對(duì)成像產(chǎn)生影響。所以，紅外探測(cè)器的保護(hù)罩紅外透過率低以及表面霜霧會(huì)對(duì)成像的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決現(xiàn)有的紅外探測(cè)器的保護(hù)罩紅外透過率低以及表面霜霧會(huì)對(duì)成像的質(zhì)量產(chǎn)生影響的問題，而提供一種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。
[0006]—種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法是按以下步驟完成的:
[0007]一、清洗:在超聲功率為400W?700W的條件下，將Cu靶和Y靶分別依次置于丙酮中清洗1min?30min、乙醇中清洗1min?30min和去離子水中清洗1min?30min，得到清洗后的Cu靶和清洗后的Y靶；在超聲功率為400W?700W的條件下，將ZnS襯底依次置于丙酮中清洗1min?30min、乙醇中清洗1min?30min和去離子水中清洗1min?30min，得到清洗后的ZnS襯底；
[0008]所述的Cu革E直徑為49mm，厚度為3mm ;所述的Y革E直徑為49mm，厚度為3mm ；
[0009]二、準(zhǔn)備工作:首先將磁控濺射的兩個(gè)靶相向傾斜，傾斜角度為10度?30度，然后將清洗后的ZnS襯底置于高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)內(nèi)的加熱臺(tái)上的中心位置，調(diào)節(jié)加熱臺(tái)置于兩個(gè)相向傾斜的靶中間，然后啟動(dòng)高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)到2 X 10 4Pa?8 X 10 4Pa,啟動(dòng)加熱裝置，使得艙體內(nèi)的溫度達(dá)到200 °C?600 °C ；
[0010]三、鍍膜:首先向真空艙中通入氬氣，通過控制氬氣氣體流量為50SCCm?150sccm，調(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為4.5Pa?6.5Pa，然后在壓強(qiáng)為4.5Pa?6.5Pa及清洗功率為10ff的條件下，利用電離電源對(duì)清洗后的ZnS襯底進(jìn)行啟輝清洗，清洗時(shí)間為lOmin，清洗結(jié)束后，調(diào)節(jié)直流電源使Cu靶啟輝，并調(diào)節(jié)Cu靶功率至IW?10W，調(diào)節(jié)射頻電源使Y靶啟輝，并調(diào)節(jié)Y靶功率至50W?150W，啟輝結(jié)束后，在Cu靶功率為IW?1W及Y靶功率為50W?150W的條件下，預(yù)派射5min?15min，預(yù)派射結(jié)束后，通入氧氣，通過控制氧氣氣體流量為6sccm?14sccm，將真空艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至0.5Pa?1.5Pa，保持Cu靶的功率為Iff?1W和Y靶的功率為50W?150W，拉開擋板，在壓強(qiáng)降為0.5Pa?1.5Pa、Cu靶功率為IW?1W和Y靶功率為50W?150W的條件下，開始向ZnS襯底表面濺射沉積膜層，鍍膜時(shí)間為Ih?3h ;
[0011]四、關(guān)機(jī):關(guān)閉所有電源和氣體，降溫，當(dāng)艙體內(nèi)的溫度降到30°C?70°C時(shí)，得到了鍍?cè)赯nS襯底上厚度為50nm?200nm摻Y(jié)的CuO薄膜，即完成一種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在紅外探測(cè)器的保護(hù)罩上鍍一層均質(zhì)的Y摻雜CuO紅外透明導(dǎo)電薄膜。此種薄膜是一種P型半導(dǎo)體膜，在制備時(shí)通入足量的氧氣，因此薄膜中含有大量的Cu空位和O間隙原子，具有一定的導(dǎo)電性，薄膜的面電阻小于100 Ω/ □，在通電的同時(shí)，薄膜產(chǎn)生熱量，將保護(hù)罩表面的霜霧除去。同時(shí)，在CuO中摻雜Y，使得CuO薄膜的禁帶寬度變大，提高了薄膜的紅外透過率，探測(cè)器的紅外成像質(zhì)量得到提高。
【附圖說明】
[0013]圖1為傅里葉紅外透過光譜圖，I為實(shí)施例一制備的鍍?cè)赯nS襯底上的摻Y(jié)的CuO薄膜，2為ZnS襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0014]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式所述的一種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法是按以下步驟完成的:
[0015]一、清洗:在超聲功率為400W?700W的條件下，將Cu靶和Y靶分別依次置于丙酮中清洗1min?30min、乙醇中清洗1min?30min和去離子水中清洗1min?30min，得到清洗后的Cu靶和清洗后的Y靶；在超聲功率為400W?700W的條件下，將ZnS襯底依次置于丙酮中清洗1min?30min、乙醇中清洗1min?30min和去離子水中清洗1min?30min，得到清洗后的ZnS襯底；
[0016]所述的Cu革E直徑為49mm，厚度為3mm ;所述的Y革E直徑為49mm，厚度為3mm ；
[0017]二、準(zhǔn)備工作:首先將磁控濺射的兩個(gè)靶相向傾斜，傾斜角度為10度?30度，然后將清洗后的ZnS襯底置于高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)內(nèi)的加熱臺(tái)上的中心位置，調(diào)節(jié)加熱臺(tái)置于兩個(gè)相向傾斜的靶中間，然后啟動(dòng)高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)到2 X 10 4Pa?8 X 10 4Pa,啟動(dòng)加熱裝置，使得艙體內(nèi)的溫度達(dá)到200 °C?600 °C ；
[0018]三、鍍膜:首先向真空艙中通入氬氣，通過控制氬氣氣體流量為50SCCm?150sccm，調(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為4.5Pa?6.5Pa，然后在壓強(qiáng)為4.5Pa?6.5Pa及清洗功率為10ff的條件下，利用電離電源對(duì)清洗后的ZnS襯底進(jìn)行啟輝清洗，清洗時(shí)間為lOmin，清洗結(jié)束后，調(diào)節(jié)直流電源使Cu靶啟輝，并調(diào)節(jié)Cu靶功率至IW?10W，調(diào)節(jié)射頻電源使Y靶啟輝，并調(diào)節(jié)Y靶功率至50W?150W，啟輝結(jié)束后，在Cu靶功率為IW?1W及Y靶功率為50W?150W的條件下，預(yù)派射5min?15min，預(yù)派射結(jié)束后，通入氧氣，通過控制氧氣氣體流量為6sccm?14sccm，將真空艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至0.5Pa?1.5Pa，保持Cu靶的功率為Iff?1W和Y靶的功率為50W?150W，拉開擋板，在壓強(qiáng)降為0.5Pa?1.5Pa、Cu靶功率為IW?1W和Y靶功率為50W?150W的條件下，開始向ZnS襯底表面濺射沉積膜層，鍍膜時(shí)間為Ih?3h ;
[0019]四、關(guān)機(jī):關(guān)閉所有電源和氣體，降溫，當(dāng)艙體內(nèi)的溫度降到30°C?70°C時(shí)，得到了鍍?cè)赯nS襯底上厚度為50nm?200nm摻Y(jié)的CuO薄膜，即完成一種釔摻雜氧化銅紅外透明導(dǎo)電薄膜的制備方法。
[0020]本實(shí)施方式的有益效果是:本實(shí)施方式在紅外探測(cè)器的保護(hù)罩上鍍一層均質(zhì)的Y摻雜CuO紅外透明導(dǎo)電薄膜。此種薄膜是一種P型半導(dǎo)體膜，在制備時(shí)通入足量的氧氣，因此薄膜中含有大量的Cu空位和O間隙原子，具有一定的導(dǎo)電性，薄膜的面電阻小于100Ω/ □，在通電的同時(shí)，薄膜產(chǎn)生熱量，將保護(hù)罩表面的霜霧除去。同時(shí)，在CuO中摻雜Y，使得CuO薄膜的禁帶寬度變大，提高了薄膜的紅外透過率，探測(cè)器的紅外成像質(zhì)量得到提尚。
[0021]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一中在超聲功率為500W?600W的條件下，將Cu革El和Y革El分別依次置于丙酮中清洗15min?25min、乙醇中清洗15min?25min和去離子水中清洗15min?25min，得到清洗后的Cu革E和清洗后的Y靶；在超聲功率為500W?600W的條件下，將ZnS襯底依次置于丙酮中清洗15min?25min、乙醇中清洗15min?25min和去離子水中清洗15min?25min，得到清洗后的ZnS襯底。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同的是:步驟二中首先將磁控濺射的兩個(gè)靶相向傾斜，傾斜角度為15度?25度。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟二中然后啟動(dòng)高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)到3X 10 4Pa?7X 10 4Pa0其它與【具體實(shí)施方式】一至三相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:步驟二中然后啟動(dòng)高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)到4X10 4Pa?6X10 4Pa0其它與【具體實(shí)施方式】一至四相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟二中啟動(dòng)加熱裝置，使得艙體內(nèi)的溫度達(dá)到300°C?500°C。其它與【具體實(shí)施方式】一至五相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟三中首先向真空艙中通入氬氣，通過控制氬氣氣體流量為70sccm?130sccm，調(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為4.5Pa?6.5Pa。其它與【具體實(shí)施方式】一至六相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟三中通入氧氣，通過控制氧氣氣體流量為7sccm?13sccm，將真空艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)降至0.7Pa?
1.3Pa。其它與【具體實(shí)施方式】一至七相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是:步驟三中調(diào)節(jié)直流電源使Cu靶啟輝，并調(diào)節(jié)Cu靶功率至IW?5W，調(diào)節(jié)射頻電源使Y靶啟輝，并調(diào)節(jié)Y靶功率至70W?130W。其它與【具體實(shí)施方式】一至八相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是:步驟三中在壓強(qiáng)降為lPa、Cu靶功率為2W和Y靶功率為100W的條件下，開始向ZnS襯底表面濺射沉積膜層，鍍膜時(shí)間為2h。其它與【具體實(shí)施方式】一至九相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】^^一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至十之一不同的是:步驟二中首先將磁控濺射的兩個(gè)靶相向傾斜，傾斜角度為20度。其它與【具體實(shí)施方式】一至十相同。
[0031]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至i^一之一不同的是:步驟二中然后啟動(dòng)高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)到5X104Pa。